JP7796573B2 - Bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device.
特開2020-148676号公報(特許文献1)には、センサ付き軸受(軸受装置)が記載されている。特許文献1に記載の軸受装置は、転がり軸受と、エンコーダマグネットと、カバーと、コイル基板とを有している。転がり軸受は、内輪と、外輪と、転動体とを有している。 JP 2020-148676 A (Patent Document 1) describes a sensor-equipped bearing (bearing device). The bearing device described in Patent Document 1 includes a rolling bearing, an encoder magnet, a cover, and a coil substrate. The rolling bearing includes an inner ring, an outer ring, and rolling elements.
内輪の中心軸の方向を軸方向とし、当該中心軸を通り、かつ当該中心軸に直交する方向を径方向とし、当該中心軸を中心とする円周に沿う方向を周方向とする。 The direction of the central axis of the inner ring is defined as the axial direction, the direction passing through said central axis and perpendicular to said central axis is defined as the radial direction, and the direction along the circumference of a circle centered on said central axis is defined as the circumferential direction.
内輪は、内輪外径面とを有している。内輪外径面は、周方向に延在している。外輪は、外輪内径面を有している。外輪内径面は、周方向に延在している。外輪は、径方向において外輪内径面が内輪外径面と間隔を空けて対向するように内輪の外側に配置されている。転動体は、内輪外径面と外輪内径面との間に配置されている。内輪は回転輪であり、外輪は静止輪である。すなわち、内輪は、外輪に対して相対的に回転する。 The inner ring has an inner ring outer diameter surface. The inner ring outer diameter surface extends in the circumferential direction. The outer ring has an outer ring inner diameter surface. The outer ring inner diameter surface extends in the circumferential direction. The outer ring is arranged outside the inner ring so that the outer ring inner diameter surface faces the inner ring outer diameter surface with a gap between them in the radial direction. The rolling elements are arranged between the inner ring outer diameter surface and the outer ring inner diameter surface. The inner ring is a rotating ring, and the outer ring is a stationary ring. In other words, the inner ring rotates relative to the outer ring.
エンコーダマグネットは、基材と、磁気トラックとを有している。基材は、周方向に延在している環状である。磁気トラックは、基材の主面上に配置されている。磁気トラックには、N極及びS極が周方向において交互に着磁されている。カバーは、周方向に延在している環状である。カバーは、軸方向において磁気トラックと間隔を空けて対向するように外輪に取り付けられている。 The encoder magnet has a base material and a magnetic track. The base material is annular and extends in the circumferential direction. The magnetic track is arranged on the main surface of the base material. The magnetic track is magnetized with alternating north and south poles in the circumferential direction. The cover is annular and extends in the circumferential direction. The cover is attached to the outer ring so as to face the magnetic track with a gap in the axial direction.
コイル基板は、カバーの内部に配置されている。コイル基板は、周方向に延在している部分円弧状である。コイル基板には、ヨークと、コイルパターンとが形成されている。ヨークは、周方向において間隔を空けて並んでいる。コイルパターンは、ヨークの周囲を蛇行しながら通過するように、周方向に延在している。コイル基板は、軸方向において磁気トラックと間隔を空けて対向するようにカバーに取り付けられている。 The coil substrate is disposed inside the cover. The coil substrate is a partial arc extending in the circumferential direction. A yoke and a coil pattern are formed on the coil substrate. The yokes are arranged at intervals in the circumferential direction. The coil pattern extends in the circumferential direction, meandering around the yoke. The coil substrate is attached to the cover so as to face the magnetic track at an interval in the axial direction.
特許文献1に記載の軸受装置では、内輪の外輪に対する相対的な回転に伴う磁気トラックからの磁束の変化でコイルパターンに誘導起電力が発生することにより、発電が行われることになる。 In the bearing device described in Patent Document 1, power is generated by an induced electromotive force in the coil pattern due to changes in magnetic flux from the magnetic track caused by relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring.
特許文献1に記載の軸受装置では、コイル基板のコイルパターンをコイルとしており、複数層に形成したコイルパターンを並列又は直列に接続しているが、コイルパターンを積層できる層数には限りがあるため、発電量(発電電圧)に改善の余地がある。 In the bearing device described in Patent Document 1, the coil pattern on the coil substrate is used as the coil, and the coil patterns formed on multiple layers are connected in parallel or series. However, there is a limit to the number of layers that can be stacked on the coil patterns, so there is room for improvement in the amount of power generated (generated voltage).
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、発電量が多い発電機を有する軸受装置を提供するものである。 The present invention was made in consideration of the problems with the prior art described above. More specifically, the present invention provides a bearing device with a generator that generates a large amount of electricity.
本発明の軸受装置は、内輪、外輪及び転動体を有する転がり軸受と、外輪に対する内輪の相対的な回転に伴って発電を行う発電機とを備えている。内輪は、内輪外径面を有している。外輪は、外輪内径面を有している。外輪は、外輪内径面が内輪外径面と対向するように内輪の径方向における外側に配置されている。転動体は、内輪外径面と外輪内径面との間に配置されている。発電機は、磁気リングと、ステータとを有している。磁気リングは、N極及びS極が周方向において交互に着磁されている多極磁石を有し、かつ内輪及び外輪の一方に取り付けられている。ステータは、外環と、複数のピンと、コイルとを有している。外環は、周方向に延在している環状部を有し、かつ内輪及び外輪の他方に取り付けられている。環状部は、軸方向において磁気リングと間隔を空けて対向している対向面を有している。複数のピンは、周方向において間隔を空けて並ぶように環状部に取り付けられている。複数のピンの各々は、対向面から磁気リングに向かって軸方向に突出している。外環及び複数のピンは、磁性材料により形成されている。コイルは、複数のピンの各々の回りに巻回されている。 The bearing device of the present invention comprises a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and rolling elements, and a generator that generates electricity in response to the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring. The inner ring has an inner ring outer diameter surface. The outer ring has an outer ring inner diameter surface. The outer ring is disposed radially outward of the inner ring so that the outer ring inner diameter surface faces the inner ring outer diameter surface. The rolling elements are disposed between the inner ring outer diameter surface and the outer ring inner diameter surface. The generator comprises a magnetic ring and a stator. The magnetic ring has a multi-pole magnet in which north and south poles are magnetized alternately in the circumferential direction, and is attached to one of the inner and outer rings. The stator comprises an outer ring, multiple pins, and a coil. The outer ring has an annular portion extending circumferentially, and is attached to the other of the inner and outer rings. The annular portion has an opposing surface that faces the magnetic ring with a gap in the axial direction. The multiple pins are attached to the annular portion so that they are aligned with a gap in the circumferential direction. Each of the multiple pins protrudes axially from the opposing surface toward the magnetic ring. The outer ring and the multiple pins are made of a magnetic material. A coil is wound around each of the multiple pins.
上記の軸受装置は、センサと、センサの出力を無線送信するワイヤレス通信回路と、発電機の出力を整流してセンサ及びワイヤレス通信回路に供給される電力を生成する電源回路と、回路基板とをさらに備えていてもよい。センサ、ワイヤレス通信回路及び電源回路は、回路基板に実装されていてもよい。回路基板は、複数のピンを避けて対向面上に配置されていてもよい。 The above-mentioned bearing device may further include a sensor, a wireless communication circuit that wirelessly transmits the output of the sensor, a power supply circuit that rectifies the output of the generator to generate power to be supplied to the sensor and the wireless communication circuit, and a circuit board. The sensor, wireless communication circuit, and power supply circuit may be mounted on the circuit board. The circuit board may be arranged on an opposing surface, avoiding the multiple pins.
上記の軸受装置では、環状部に、複数の孔が形成されていてもよい。複数のピンの各々は、複数の孔の各々に嵌合されることにより、環状部に取り付けられていてもよい。 In the above-mentioned bearing device, a plurality of holes may be formed in the annular portion. Each of the plurality of pins may be attached to the annular portion by fitting into a corresponding one of the plurality of holes.
上記の軸受装置では、ピンの先端と対向面との間の軸方向における距離が、多極磁石とピンの先端との間の軸方向における距離の10倍以上であってもよい。上記の軸受装置では、回路基板に、センサ、ワイヤレス通信回路及び電源回路を構成している複数の電気部品が搭載されていてもよい。複数のピンの各々の先端は、軸方向において、複数の電気部品のいずれよりも対向面から離れた位置にあってもよい。 In the above-mentioned bearing device, the axial distance between the tip of the pin and the opposing surface may be 10 times or more the axial distance between the multi-pole magnet and the tip of the pin. In the above-mentioned bearing device, the circuit board may be mounted with multiple electrical components that constitute a sensor, a wireless communication circuit, and a power supply circuit. The tip of each of the multiple pins may be located axially farther from the opposing surface than any of the multiple electrical components.
上記の軸受装置では、磁気リング及び外環が、それぞれ内輪及び外輪に取り付けられていてもよい。内輪は、軸方向における内輪の端面である第1端面と、内輪内径面とを有していてもよい。第1端面の内輪内径面側の端部には、周方向に延在している環状であり、かつ外環から露出している第1露出領域が存在していてもよい。外輪は、軸方向における外輪の端面である第2端面と、外輪外径面とを有していてもよい。第2端面の外輪外径面側の端部には、周方向に延在している環状であり、かつ外環から露出している第2露出領域が存在していてもよい。 In the above bearing device, the magnetic ring and outer ring may be attached to the inner ring and outer ring, respectively. The inner ring may have a first end face, which is the end face of the inner ring in the axial direction, and an inner ring inner diameter surface. The end of the first end face on the inner ring inner diameter surface side may have a first exposed region, which is annular and extends circumferentially and is exposed from the outer ring. The outer ring may have a second end face, which is the end face of the outer ring in the axial direction, and an outer ring outer diameter surface. The end of the second end face on the outer ring outer diameter surface side may have a second exposed region, which is annular and extends circumferentially and is exposed from the outer ring.
上記の軸受装置では、磁気リング及び外環が、それぞれ内輪及び外輪に取り付けられていてもよい。磁気リングと外環との間には、周方向に連続している隙間があってもよい。 In the above-mentioned bearing device, the magnetic ring and outer ring may be attached to the inner ring and outer ring, respectively. There may be a circumferentially continuous gap between the magnetic ring and the outer ring.
本発明の軸受装置によると、発電機の発電量を増加させることが可能である。 The bearing device of the present invention makes it possible to increase the amount of power generated by a generator.
実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。実施形態に係る軸受装置を、軸受装置100とする。 Details of the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts will be designated by the same reference numerals, and redundant explanations will not be repeated. The bearing device according to the embodiment will be referred to as bearing device 100.
(軸受装置100の構成)
以下に、軸受装置100の構成を説明する。
(Configuration of bearing device 100)
The configuration of the bearing device 100 will be described below.
図1は、軸受装置100の斜視図である。図2は、軸受装置100の正面図である。図3は、軸受装置100の断面図である。図3には、中心軸Aを含む断面が示されている。図4は、軸受装置100の分解斜視図である。図1、図2、図3及び図4に示されるように、軸受装置100は、転がり軸受10と、発電機20とを有している。発電機20は、磁気リング30と、ステータ40とを有している。軸受装置100は、回路基板50をさらに有していてもよい。 Figure 1 is a perspective view of the bearing device 100. Figure 2 is a front view of the bearing device 100. Figure 3 is a cross-sectional view of the bearing device 100. Figure 3 shows a cross section including the central axis A. Figure 4 is an exploded perspective view of the bearing device 100. As shown in Figures 1, 2, 3, and 4, the bearing device 100 includes a rolling bearing 10 and a generator 20. The generator 20 includes a magnetic ring 30 and a stator 40. The bearing device 100 may further include a circuit board 50.
転がり軸受10は、内輪11と、外輪12と、複数の転動体13と、保持器14と、シール15とを有している。転がり軸受10は、例えば、深溝玉軸受である。但し、転がり軸受10は、これに限られるものではない。 The rolling bearing 10 has an inner ring 11, an outer ring 12, multiple rolling elements 13, a cage 14, and a seal 15. The rolling bearing 10 is, for example, a deep groove ball bearing. However, the rolling bearing 10 is not limited to this.
内輪11の中心軸を、中心軸Aとする。中心軸Aの方向を、軸方向とする。中心軸Aを通り、かつ中心軸Aに直交する方向を、径方向とする。中心軸Aを中心とする円周に沿う方向を、周方向とする。内輪11は、端面11aと、端面11b(第1端面)と、内径面11c(内輪内径面)と、外径面11d(内輪外径面)とを有している。 The central axis of the inner ring 11 is defined as the central axis A. The direction of the central axis A is defined as the axial direction. The direction passing through the central axis A and perpendicular to the central axis A is defined as the radial direction. The direction along the circumference of a circle centered on the central axis A is defined as the circumferential direction. The inner ring 11 has an end face 11a, an end face 11b (first end face), an inner diameter surface 11c (inner ring inner diameter surface), and an outer diameter surface 11d (inner ring outer diameter surface).
端面11a及び端面11bは、軸方向における内輪11の端面である。端面11aは、軸方向における一方側(図1中の左側)にある。端面11bは、軸方向における端面11aの反対面である。すなわち、端面11bは、軸方向における他方側(図1中の右側)にある。 End face 11a and end face 11b are end faces of the inner ring 11 in the axial direction. End face 11a is on one side in the axial direction (left side in Figure 1). End face 11b is the opposite side of end face 11a in the axial direction. In other words, end face 11b is on the other side in the axial direction (right side in Figure 1).
内径面11cは、周方向に延在している。内径面11cは、中心軸A側を向いている。内径面11cの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面11a及び端面11bに連なっている。外径面11dは、周方向に延在している。外径面11dは、中心軸Aとは反対側を向いている。すなわち、外径面11dは、径方向における内径面11cの反対面である。外径面11dの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面11a及び端面11bに連なっている。 The inner diameter surface 11c extends in the circumferential direction. The inner diameter surface 11c faces the central axis A. One end and the other axial end of the inner diameter surface 11c are connected to the end surface 11a and the end surface 11b, respectively. The outer diameter surface 11d extends in the circumferential direction. The outer diameter surface 11d faces the opposite side from the central axis A. In other words, the outer diameter surface 11d is the opposite surface of the inner diameter surface 11c in the radial direction. One end and the other axial end of the outer diameter surface 11d are connected to the end surface 11a and the end surface 11b, respectively.
外径面11dは、軌道面11daを有している。軌道面11daは、転動体13に接触する外径面11dの部分である。軌道面11daは、周方向に延在している。軌道面11daは、軸方向における外径面11dの中央にある。周方向に直交する断面視において、軌道面11daは、部分円弧状である。 The outer diameter surface 11d has a raceway surface 11da. The raceway surface 11da is the portion of the outer diameter surface 11d that contacts the rolling elements 13. The raceway surface 11da extends in the circumferential direction. The raceway surface 11da is located at the center of the outer diameter surface 11d in the axial direction. When viewed in a cross section perpendicular to the circumferential direction, the raceway surface 11da is partially arc-shaped.
外径面11dは、溝11dbを有している。溝11dbは、外径面11dの端面11b側の端部にある。溝11dbは、周方向に沿って延在している。 The outer diameter surface 11d has a groove 11db. The groove 11db is located at the end of the outer diameter surface 11d on the end face 11b side. The groove 11db extends in the circumferential direction.
外輪12は、端面12aと、端面12b(第2端面)と、内径面12c(外輪内径面)と、外径面12d(外輪外径面)とを有している。端面12a及び端面12bは、軸方向における外輪12の端面である。端面12aは、軸方向における一方側にある。端面12bは、軸方向における端面12aの反対面である。すなわち、端面12bは、軸方向における他方側にある。 The outer ring 12 has an end face 12a, an end face 12b (second end face), an inner diameter surface 12c (outer ring inner diameter surface), and an outer diameter surface 12d (outer ring outer diameter surface). End face 12a and end face 12b are end faces of the outer ring 12 in the axial direction. End face 12a is on one side in the axial direction. End face 12b is the surface opposite end face 12a in the axial direction. In other words, end face 12b is on the other side in the axial direction.
内径面12cは、周方向に延在している。内径面12cは、中心軸A側を向いている。内径面12cの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面12a及び端面12bに連なっている。外輪12は、内径面12cが外径面11dと間隔を空けて対向するように、内輪11の外側に配置されている。外径面12dは、周方向に延在している。外径面12dは、中心軸Aとは反対側を向いている。すなわち、外径面12dは、径方向における内径面12cの反対面である。外径面12dの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面12a及び端面12bに連なっている。 The inner diameter surface 12c extends in the circumferential direction. The inner diameter surface 12c faces the central axis A. One end and the other axial end of the inner diameter surface 12c are connected to the end surface 12a and the end surface 12b, respectively. The outer ring 12 is disposed outside the inner ring 11 so that the inner diameter surface 12c faces the outer diameter surface 11d with a gap between them. The outer diameter surface 12d extends in the circumferential direction. The outer diameter surface 12d faces the opposite side from the central axis A. In other words, the outer diameter surface 12d is the radially opposite surface of the inner diameter surface 12c. One end and the other axial end of the outer diameter surface 12d are connected to the end surface 12a and the end surface 12b, respectively.
内径面12cは、軌道面12caを有している。軌道面12caは、転動体13に接触する内径面12cの部分である。軌道面12caは、周方向に延在している。軌道面12caは、軸方向における内径面12cの中央にある。周方向に直交する断面視において、軌道面12caは、部分円弧状である。 The inner diameter surface 12c has a raceway surface 12ca. The raceway surface 12ca is the portion of the inner diameter surface 12c that contacts the rolling elements 13. The raceway surface 12ca extends in the circumferential direction. The raceway surface 12ca is located at the center of the inner diameter surface 12c in the axial direction. When viewed in a cross section perpendicular to the circumferential direction, the raceway surface 12ca has a partial arc shape.
内径面12cは、溝12cbと溝12ccとを有している。溝12cbは、内径面12cの端面12a側の端部にある。溝12cbは、周方向に延在している。溝12cbは、軸方向において、軌道面12caと端面12aとの間にある。溝12ccは、内径面12cの端面12b側の端部にある。溝12ccは、周方向に延在している。 The inner diameter surface 12c has grooves 12cb and 12cc. Groove 12cb is located at the end of the inner diameter surface 12c on the end face 12a side. Groove 12cb extends in the circumferential direction. Groove 12cb is located between the raceway surface 12ca and the end face 12a in the axial direction. Groove 12cc is located at the end of the inner diameter surface 12c on the end face 12b side. Groove 12cc extends in the circumferential direction.
転動体13は、球状である。転動体13は、外径面11dと内径面12cとの間に配置されている。より具体的には、転動体13は、軌道面11daと軌道面12caとの間に配置されている。複数の転動体13は、周方向において、間隔を空けて並んでいる。保持器14は、外径面11dと内径面12cとの間に配置されている。保持器14は、隣り合う2つの転動体13の間の間隔が一定範囲内になるように、複数の転動体13を保持している。転動体13を保持している保持器14の部分は、軸方向における他方側において連結されており、軸方向における一方側において開口されている。 The rolling elements 13 are spherical. They are arranged between the outer diameter surface 11d and the inner diameter surface 12c. More specifically, they are arranged between the raceway surface 11da and the raceway surface 12ca. The rolling elements 13 are arranged at intervals in the circumferential direction. The cage 14 is arranged between the outer diameter surface 11d and the inner diameter surface 12c. The cage 14 holds the rolling elements 13 so that the interval between two adjacent rolling elements 13 is within a certain range. The portion of the cage 14 that holds the rolling elements 13 is connected on the other axial side and is open on one axial side.
シール15は、周方向に延在している環状である。シール15の外周縁は、溝12cbに挿入されている。シール15の内周縁は、外径面11dに形成されているシール溝11dcに接触している。シール15の内周縁は、シール溝11dcと間隔を空けて対向していてもよい。外径面11dと内径面12cとの間の空間を軸受空間という。軸受空間の軸方向における一方側は、シール15により閉塞されている。軸受空間には、潤滑剤が封入されている。 Seal 15 is annular and extends circumferentially. The outer peripheral edge of seal 15 is inserted into groove 12cb. The inner peripheral edge of seal 15 contacts seal groove 11dc formed in outer diameter surface 11d. The inner peripheral edge of seal 15 may face seal groove 11dc with a gap between them. The space between outer diameter surface 11d and inner diameter surface 12c is called the bearing space. One axial side of the bearing space is closed by seal 15. A lubricant is sealed in the bearing space.
磁気リング30は、芯金31と、多極磁石32とを有している。芯金31は、筒状部31aと、環状部31bとを有している。筒状部31aは、軸方向に延在している筒状である。筒状部31aは、内径面において、溝11dbに嵌合されている。これにより、芯金31(磁気リング30)は、内輪11に取り付けられている。環状部31bは、周方向に延在している環状である。環状部31bは、筒状部31aの軸方向における一方側の端から、径方向外側に張り出している。 The magnetic ring 30 has a core 31 and a multi-pole magnet 32. The core 31 has a cylindrical portion 31a and an annular portion 31b. The cylindrical portion 31a is cylindrical and extends in the axial direction. The cylindrical portion 31a is fitted into groove 11db on its inner diameter surface. This attaches the core 31 (magnetic ring 30) to the inner ring 11. The annular portion 31b is annular and extends in the circumferential direction. The annular portion 31b protrudes radially outward from one axial end of the cylindrical portion 31a.
多極磁石32は、軸方向における他方側を向いている環状部31bの面上に配置されている。多極磁石32は、例えば、磁性粉を混錬したゴムにより形成されている。多極磁石32は、環状部31bに加硫接着されている。多極磁石32には、周方向において、N極及びS極が交互に着磁されている。 The multi-pole magnet 32 is arranged on the surface of the annular portion 31b facing the other side in the axial direction. The multi-pole magnet 32 is made, for example, from rubber mixed with magnetic powder. The multi-pole magnet 32 is vulcanized and bonded to the annular portion 31b. The multi-pole magnet 32 is magnetized with alternating north and south poles in the circumferential direction.
ステータ40は、外環41と、複数のピン42と、ボビン43と、コイル44とを有している。外環41は、磁性材料により形成されている。外環41は、例えば、珪素鋼、炭素鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼等により形成されている。 The stator 40 has an outer ring 41, multiple pins 42, a bobbin 43, and a coil 44. The outer ring 41 is made of a magnetic material. For example, the outer ring 41 is made of silicon steel, carbon steel, martensitic stainless steel, ferritic stainless steel, etc.
外環41は、環状部41aと、筒状部41bと、筒状部41cとを有している。環状部41aは、周方向に延在している環状である。筒状部41bは、環状部41aの径方向内側の端から軸方向における一方側に延在している筒状である。筒状部41bは、例えば、軸方向において磁気リング30と対向している。筒状部41bと磁気リング30との間には、隙間があることが好ましい。この隙間は、周方向に連続している。筒状部41bは、端面11bと対向していてもよい。この場合、筒状部41bと端面11bとの間には、周方向に連続している隙間が存在している。これらの隙間は、例えば1mm以下である。筒状部41cは、環状部41aの径方向外側の端から軸方向における一方側に延在している筒状である。筒状部41cは、外径面において、溝12ccに嵌合されている。これにより、外環41(ステータ40)は、外輪12に取り付けられている。 The outer ring 41 has an annular portion 41a, a cylindrical portion 41b, and a cylindrical portion 41c. The annular portion 41a is annular and extends circumferentially. The cylindrical portion 41b is cylindrical and extends from the radially inner end of the annular portion 41a to one side in the axial direction. The cylindrical portion 41b faces the magnetic ring 30 in the axial direction, for example. It is preferable that there is a gap between the cylindrical portion 41b and the magnetic ring 30. This gap is continuous in the circumferential direction. The cylindrical portion 41b may face the end face 11b. In this case, there is a gap between the cylindrical portion 41b and the end face 11b that is continuous in the circumferential direction. This gap is, for example, 1 mm or less. The cylindrical portion 41c is cylindrical and extends from the radially outer end of the annular portion 41a to one side in the axial direction. The cylindrical portion 41c is fitted into the groove 12cc on its outer diameter surface. This allows the outer ring 41 (stator 40) to be attached to the outer ring 12.
環状部41aは、第1面41aa(対向面)と、第2面41abとを有している。第1面41aa及び第2面41abは、軸方向における環状部41aの端面である。第1面41aaは、軸方向における一方側を向いている。第1面41aaは、磁気リング30(多極磁石32)と軸方向において間隔を空けて対向している。第2面41abは、軸方向における他方側を向いている。すなわち、第2面41abは、軸方向における第1面41aaの反対面である。 The annular portion 41a has a first surface 41aa (opposing surface) and a second surface 41ab. The first surface 41aa and the second surface 41ab are end surfaces of the annular portion 41a in the axial direction. The first surface 41aa faces one side in the axial direction. The first surface 41aa faces the magnetic ring 30 (multi-pole magnet 32) with a gap in the axial direction. The second surface 41ab faces the other side in the axial direction. In other words, the second surface 41ab is the surface opposite the first surface 41aa in the axial direction.
環状部41aには、複数の孔41acが形成されている。孔41acは、環状部41aを厚さ方向(すなわち、軸方向)に沿って貫通している。複数の孔41acは、周方向において間隔を空けて並んでいる。なお、孔41acは、後述するピン42を嵌合することが可能であれば、環状部41aを貫通していなくてもよい。 Multiple holes 41ac are formed in the annular portion 41a. The holes 41ac penetrate the annular portion 41a in the thickness direction (i.e., the axial direction). The multiple holes 41ac are arranged at intervals in the circumferential direction. Note that the holes 41ac do not have to penetrate the annular portion 41a as long as they can fit the pins 42 described below.
外環41の外径(筒状部41cの外径)は、外輪12の外径よりも小さいことが好ましい。また、外環41の内径(筒状部41bの内径)は、内輪11の内径よりも大きいことが好ましい。そのため、端面11bの内径面11c側の端部には周方向に延在している環状であり、かつ外環41から露出している領域(第1露出領域)が存在しており、端面12bの外径面12d側の端部には周方向に延在している環状であり、かつ外環41から露出している領域(第2露出領域)が存在している。 The outer diameter of the outer ring 41 (the outer diameter of the tubular portion 41c) is preferably smaller than the outer diameter of the outer ring 12. Furthermore, the inner diameter of the outer ring 41 (the inner diameter of the tubular portion 41b) is preferably larger than the inner diameter of the inner ring 11. Therefore, the end of the end face 11b on the inner diameter surface 11c side has a ring-shaped region (first exposed region) that extends circumferentially and is exposed from the outer ring 41, and the end of the end face 12b on the outer diameter surface 12d side has a ring-shaped region (second exposed region) that extends circumferentially and is exposed from the outer ring 41.
ピン42は、磁性材料により形成されている。ピン42は、例えば、珪素鋼、炭素鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼等により形成されている。ピン42は、外環41と同一材料により形成されていてもよく、外環41と異なる材料により形成されていてもよい。ピン42は、例えば円柱状である。ピン42は、角柱状であってもよい。隣り合う2つのピン42の間のピッチは、例えば、多極磁石32の隣り合う2つの磁極の間のピッチに等しい。 The pins 42 are made of a magnetic material. For example, the pins 42 are made of silicon steel, carbon steel, martensitic stainless steel, ferritic stainless steel, etc. The pins 42 may be made of the same material as the outer ring 41, or may be made of a different material than the outer ring 41. The pins 42 are, for example, cylindrical. The pins 42 may also be prismatic. The pitch between two adjacent pins 42 is, for example, equal to the pitch between two adjacent magnetic poles of the multi-pole magnet 32.
ピン42は、周方向において間隔を空けて並ぶように環状部41aに取り付けられている。ピン42は、好ましくは、孔41acに嵌合されることにより環状部41aに取り付けられている。ピン42の環状部41aへの取り付けは、圧入、接着、レーザ溶接又はそれらの併用により行われてもよい。ピン42は、第1面41aaから磁気リング30(多極磁石32)に向かって軸方向に突出している。ピン42の先端は、軸方向において、磁気リング30(多極磁石32)と離間している。 The pins 42 are attached to the annular portion 41a so as to be spaced apart in the circumferential direction. The pins 42 are preferably attached to the annular portion 41a by being fitted into the holes 41ac. The pins 42 may be attached to the annular portion 41a by press-fitting, bonding, laser welding, or a combination of these. The pins 42 protrude axially from the first surface 41aa toward the magnetic ring 30 (multi-pole magnet 32). The tips of the pins 42 are spaced apart axially from the magnetic ring 30 (multi-pole magnet 32).
ピン42には、ボビン43が通されている。ボビン43の外周溝には、コイル44が巻回されている。コイル44は、ボビン43を用いることなくピン42に直接巻回されていてもよい。コイル44は、ピン42の回りを複数回周回していることが好ましい。1つのピン42に対するコイル44の巻回方向は、当該1つのピン42と周方向において隣り合う他のピン42に対するコイル44の巻回方向と逆になっている。複数のピン42の各々に巻回されているコイル44は、直列又は並列に接続されている。 A bobbin 43 is passed through the pin 42. A coil 44 is wound around the outer circumferential groove of the bobbin 43. The coil 44 may be wound directly around the pin 42 without using the bobbin 43. It is preferable that the coil 44 wraps around the pin 42 multiple times. The winding direction of the coil 44 around one pin 42 is opposite to the winding direction of the coil 44 around another pin 42 adjacent to that pin 42 in the circumferential direction. The coils 44 wound around each of the multiple pins 42 are connected in series or parallel.
ピン42の先端と第1面41aaとの間の軸方向における距離を、第1距離とする。ピン42の先端と多極磁石32との間の軸方向における距離を、第2距離とする。第1距離は、第2距離の10倍以上であることが好ましい。 The axial distance between the tip of the pin 42 and the first surface 41aa is defined as the first distance. The axial distance between the tip of the pin 42 and the multi-pole magnet 32 is defined as the second distance. It is preferable that the first distance be at least 10 times the second distance.
図5は、軸受装置100における磁気リング30及びステータ40を直線状に展開した模式的な断面図である。図5に示されるように、多極磁石32のN極から出た磁束(図5中において矢印を参照)は、1つのピン42から外環41(環状部41a)に入り、当該1つのピン42と周方向において隣り合う他のピン42を通って多極磁石32のS極に戻る。磁気リング30が回転することで多極磁石32のN極及びS極の位置が入れ替わることにより、磁束の向きが逆になる。このようにして発生する交番磁界により、コイル44の両端の間には、交流電圧が発生する。 Figure 5 is a schematic cross-sectional view of the magnetic ring 30 and stator 40 in the bearing device 100, linearly unfolded. As shown in Figure 5, magnetic flux (see arrows in Figure 5) emitted from the north pole of the multi-pole magnet 32 enters the outer ring 41 (annular portion 41a) from one pin 42, passes through another pin 42 adjacent to that pin 42 in the circumferential direction, and returns to the south pole of the multi-pole magnet 32. As the magnetic ring 30 rotates, the positions of the north and south poles of the multi-pole magnet 32 are swapped, reversing the direction of the magnetic flux. The alternating magnetic field generated in this way generates an alternating voltage between both ends of the coil 44.
図1、図2、図3及び図4に示されるように、回路基板50は、第1面41aa上に配置されている。回路基板50は、複数のピン42を避けて配置されている。このことを別の観点から言えば、回路基板50は、軸方向に沿って見た際に、複数のピン42と重ならない位置にある。回路基板50と第1面41aaとの間には、絶縁シート(図示せず)が配置されていてもよい。回路基板50は、例えば、ねじ、接着剤等を用いて環状部41aに取り付けられている。 As shown in Figures 1, 2, 3, and 4, the circuit board 50 is disposed on the first surface 41aa. The circuit board 50 is disposed so as to avoid the multiple pins 42. From another perspective, the circuit board 50 is positioned so as not to overlap the multiple pins 42 when viewed in the axial direction. An insulating sheet (not shown) may be disposed between the circuit board 50 and the first surface 41aa. The circuit board 50 is attached to the annular portion 41a using, for example, screws, adhesive, etc.
図6は、転がり軸受10及び磁気リング30の図示を省略した軸受装置100の斜視図である。図6に示されるように、回路基板50は、端子50aと、端子50bとを有している。端子50a及び端子50bには、それぞれ、コイル44の一方端及び他方端が接続されている。回路基板50には、電源回路51と、センサ52と、ワイヤレス通信回路53とが実装されている。 Figure 6 is a perspective view of the bearing device 100, with the rolling bearing 10 and magnetic ring 30 not shown. As shown in Figure 6, the circuit board 50 has terminals 50a and 50b. One end and the other end of the coil 44 are connected to terminals 50a and 50b, respectively. A power supply circuit 51, a sensor 52, and a wireless communication circuit 53 are mounted on the circuit board 50.
電源回路51は、回路基板50に形成されている配線(図示せず)により端子50a及び端子50bに接続されている。発電機20(コイル44)の出力(交流)は、電源回路51において整流されて直流電力となる。電源回路51は、回路基板50に形成されている配線(図示せず)によりセンサ52及びワイヤレス通信回路53に接続されている。これにより、上記の直流電力がセンサ52及びワイヤレス通信回路53に供給され、センサ52及びワイヤレス通信回路53が駆動される。 The power supply circuit 51 is connected to terminals 50a and 50b by wiring (not shown) formed on the circuit board 50. The output (AC) of the generator 20 (coil 44) is rectified in the power supply circuit 51 to become DC power. The power supply circuit 51 is connected to the sensor 52 and wireless communication circuit 53 by wiring (not shown) formed on the circuit board 50. This supplies the DC power to the sensor 52 and wireless communication circuit 53, driving them.
センサ52は、転がり軸受10の状態を監視する。センサ52の数は、例えば複数である。図5に示される例では、センサ52は、加速度センサ52a及び温度センサ52bである。センサ52(加速度センサ52a、温度センサ52b)は、回路基板50に形成されている配線(図示せず)により、ワイヤレス通信回路53に接続されている。これにより、センサ52(加速度センサ52a、温度センサ52b)の出力が、ワイヤレス通信回路53に送信される。ワイヤレス通信回路53は、センサ52からの出力をアンテナ(図示せず)から無線送信する。 Sensor 52 monitors the condition of rolling bearing 10. There may be multiple sensors 52, for example. In the example shown in FIG. 5, sensors 52 are acceleration sensor 52a and temperature sensor 52b. Sensors 52 (acceleration sensor 52a, temperature sensor 52b) are connected to wireless communication circuit 53 by wiring (not shown) formed on circuit board 50. As a result, the output of sensor 52 (acceleration sensor 52a, temperature sensor 52b) is transmitted to wireless communication circuit 53. Wireless communication circuit 53 wirelessly transmits the output from sensor 52 from an antenna (not shown).
ピン42の先端は、電源回路51、センサ52及びワイヤレス通信回路53を構成している電気部品のいずれよりも第1面41aaから離れた位置にある。このことを別の観点から言えば、ピン42の高さは、電源回路51、センサ52及びワイヤレス通信回路53を構成している電気部品の最大高さよりも大きい。 The tip of the pin 42 is located farther from the first surface 41aa than any of the electrical components that make up the power supply circuit 51, sensor 52, and wireless communication circuit 53. From another perspective, the height of the pin 42 is greater than the maximum height of the electrical components that make up the power supply circuit 51, sensor 52, and wireless communication circuit 53.
図示されていないが、回路基板50の表面を保護するため、当該表面に樹脂材料等が塗布されていてもよい。また、図示されていないが、回路基板50の表面を保護するため、外環41の内部空間に樹脂材料製の封止材が充填されていてもよい。なお、この封止材の充填高さは、筒状部41bの高さまでとされる。 Although not shown, a resin material or the like may be applied to the surface of the circuit board 50 to protect the surface. Furthermore, although not shown, a resin sealant may be filled into the internal space of the outer ring 41 to protect the surface of the circuit board 50. The fill height of this sealant is limited to the height of the cylindrical portion 41b.
図7は、軸受装置100の使用例を示す断面図である。図7には、中心軸Aを含む断面が示されている。図7に示されるように、軸110は、端部110aを有している。端部110aは、軸方向における他方側(図7中の右側)にある軸110の端部である。端部110aの外径は、端部110aに連なっている軸110の部分の外径よりも小さくなっている。すなわち、軸110の外径面には、端部110aと端部110aに連なっている軸110の部分との間に段差が形成されている。 Figure 7 is a cross-sectional view showing an example of how the bearing device 100 is used. Figure 7 shows a cross section including the central axis A. As shown in Figure 7, the shaft 110 has an end 110a. End 110a is the end of the shaft 110 on the other side in the axial direction (the right side in Figure 7). The outer diameter of end 110a is smaller than the outer diameter of the portion of the shaft 110 that is connected to end 110a. In other words, a step is formed on the outer diameter surface of the shaft 110 between end 110a and the portion of the shaft 110 that is connected to end 110a.
内径面11cは、端面11aがこの段差に接触するように、端部110aの外径面に嵌合されている。端部110aには、ナット111と間座112とが取り付けられている。ナット111は、端部110aに螺合されている。間座112は、ナット111と内輪11との間に配置されており、端面11bの第1露出領域に接触している。これにより、内輪11は、軸110に取り付けられている。 The inner diameter surface 11c is fitted onto the outer diameter surface of the end portion 110a so that the end surface 11a contacts this step. A nut 111 and a spacer 112 are attached to the end portion 110a. The nut 111 is threaded onto the end portion 110a. The spacer 112 is positioned between the nut 111 and the inner ring 11 and contacts the first exposed area of the end surface 11b. This attaches the inner ring 11 to the shaft 110.
ハウジング120は、端部120aを有している。端部120aは、軸方向における他方側にあるハウジング120の端部である。端部120aの内径は、端部120aに連なっているハウジング120の部分の内径よりも大きくなっている。すなわち、ハウジング120の内径面には、端部120aと端部120aに連なっているハウジング120の部分との間に段差が形成されている。 The housing 120 has an end 120a. The end 120a is the end of the housing 120 on the other axial side. The inner diameter of the end 120a is larger than the inner diameter of the portion of the housing 120 that is connected to the end 120a. In other words, a step is formed on the inner diameter surface of the housing 120 between the end 120a and the portion of the housing 120 that is connected to the end 120a.
外径面12dは、端面12aがこの段差に接触するように端部120aの内径面に嵌合されている。ハウジング120の軸方向における他方側の端部には、蓋121が取り付けられている。蓋121は、端面12bの第2露出領域に接触している。これにより、外輪12は、ハウジング120に取り付けられている。 The outer diameter surface 12d is fitted to the inner diameter surface of the end portion 120a so that the end surface 12a contacts this step. A lid 121 is attached to the other axial end of the housing 120. The lid 121 contacts the second exposed area of the end surface 12b. In this way, the outer ring 12 is attached to the housing 120.
(軸受装置100の効果)
以下に、軸受装置100の効果を説明する。
(Effects of bearing device 100)
The effects of the bearing device 100 will be described below.
軸受装置100では、外環41が、ステータ40を転がり軸受10に取り付けるのみならず、ステータ40のヨークの一部としても機能している。そのため、軸受装置100では、ステータ40を固定するための部品が別途不要になり、部品点数の削減及び小型化が可能となる。 In the bearing device 100, the outer ring 41 not only attaches the stator 40 to the rolling bearing 10, but also functions as part of the yoke of the stator 40. As a result, the bearing device 100 does not require a separate part to secure the stator 40, allowing for a reduction in the number of parts and a more compact design.
軸受装置100では、ピン42が孔41acに嵌合わされることにより環状部41aに取り付けられているため、ピン42を取り付けるための位置決めが容易になる。また、ピン42を取り付けるための治具が不要となるため、ピン42を取り付ける作業の効率も改善されることになる。 In the bearing device 100, the pin 42 is attached to the annular portion 41a by fitting into the hole 41ac, making it easy to position the pin 42 for installation. Furthermore, since a jig for installing the pin 42 is no longer required, the efficiency of the work of installing the pin 42 is also improved.
軸受装置100では、第1距離が第2距離の10倍以上であるため、多極磁石32からの磁束が第1面41aaに漏洩しにくくなる。そのため、軸受装置100によると、漏れ磁束が低減され、発電機20の発電電圧を高めることが可能となる。その結果、内輪11の回転速度が低い低速回転領域でも安定して回路基板50(電源回路51、センサ52、ワイヤレス通信回路53)を駆動させることができる。 In the bearing device 100, the first distance is at least 10 times the second distance, which makes it difficult for magnetic flux from the multi-pole magnet 32 to leak to the first surface 41aa. Therefore, the bearing device 100 reduces leakage magnetic flux, making it possible to increase the power generation voltage of the generator 20. As a result, the circuit board 50 (power supply circuit 51, sensor 52, wireless communication circuit 53) can be driven stably even in the low-speed rotation region where the rotation speed of the inner ring 11 is low.
軸受装置100では、ピン42の先端が電源回路51、センサ52及びワイヤレス通信回路53を構成している電気部品のいずれよりも第1面41aaから離れた位置にあるため、磁気リング30と当該電気部品との接触が回避されている。 In the bearing device 100, the tip of the pin 42 is located farther from the first surface 41aa than any of the electrical components that make up the power supply circuit 51, sensor 52, and wireless communication circuit 53, thereby avoiding contact between the magnetic ring 30 and these electrical components.
軸受装置100では、端面11bの第1露出領域を用いてナット111及び間座112により内輪11を軸110に取り付けることができるとともに端面12bの第2露出領域を用いて蓋121により外輪12をハウジング120に取り付けることができるため、軸110及びハウジング120の構造を変更することなく軸受装置100を利用できる。また、軸受装置100は、上記のようにして軸110及びハウジング120に取り付けられるため、軸方向における取り付けがコンパクトに行われる。 In the bearing device 100, the inner ring 11 can be attached to the shaft 110 using the nut 111 and spacer 112, with the first exposed area of the end face 11b, and the outer ring 12 can be attached to the housing 120 using the lid 121, with the second exposed area of the end face 12b. This allows the bearing device 100 to be used without modifying the structure of the shaft 110 and housing 120. Furthermore, because the bearing device 100 is attached to the shaft 110 and housing 120 in the manner described above, it can be mounted compactly in the axial direction.
軸受装置100では、筒状部41bと磁気リング30との間(又は筒状部41bと端面11bとの間)に隙間があるため、ワイヤレス通信回路53のアンテナからの電波を、当該隙間から外部に放出することが可能である。 In the bearing device 100, there is a gap between the cylindrical portion 41b and the magnetic ring 30 (or between the cylindrical portion 41b and the end face 11b), which allows radio waves from the antenna of the wireless communication circuit 53 to be emitted to the outside through this gap.
(変形例1)
図8は、変形例に係る軸受装置100における磁気リング30及びステータ40を直線状に展開した模式的な断面図である。図8に示されるように、隣り合う2つのピン42の間のピッチは、多極磁石32の隣り合う2つの磁極の間のピッチよりも大きくてもよい。これにより、多極磁石32に着磁されている磁極の数が多くなった際に対応可能である。
(Variation 1)
8 is a schematic cross-sectional view of the magnetic ring 30 and the stator 40 in a bearing device 100 according to a modified example, linearly developed. As shown in Fig. 8, the pitch between two adjacent pins 42 may be larger than the pitch between two adjacent magnetic poles of the multi-pole magnet 32. This makes it possible to accommodate an increase in the number of magnetic poles magnetized in the multi-pole magnet 32.
(変形例2)
環状部41aには、孔41ad(図示せず)が形成されていてもよい。孔41adは、ワイヤレス通信回路53のアンテナと対向する位置にある。これにより、孔41adからワイヤレス通信回路53のアンテナからの電波を外部に放出することが可能である。孔41adは、非金属材料(例えば、樹脂材料)により閉栓されていてもよい。
(Variation 2)
A hole 41ad (not shown) may be formed in the annular portion 41a. The hole 41ad is located opposite the antenna of the wireless communication circuit 53. This allows radio waves from the antenna of the wireless communication circuit 53 to be emitted to the outside through the hole 41ad. The hole 41ad may be plugged with a non-metallic material (e.g., a resin material).
筒状部41bと磁気リング30との間(又は筒状部41bと端面11bとの間)の隙間は、ラビリンスシール構造となり、発電機20の内部への異物侵入を抑制可能である。図示されていないが、発電機20の内部への異物侵入を抑制するため、筒状部41bと磁気リング30との間(又は筒状部41bと端面11bとの間)の隙間は、ゴム材料等によりシールされてもよい。 The gap between the cylindrical portion 41b and the magnetic ring 30 (or between the cylindrical portion 41b and the end face 11b) has a labyrinth seal structure, which can prevent foreign matter from entering the inside of the generator 20. Although not shown, the gap between the cylindrical portion 41b and the magnetic ring 30 (or between the cylindrical portion 41b and the end face 11b) may be sealed with a rubber material or the like to prevent foreign matter from entering the inside of the generator 20.
以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments can be modified in various ways. Furthermore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. The scope of the present invention is defined by the claims, and is intended to include all modifications that are equivalent in meaning to and within the scope of the claims.
10 転がり軸受、11 内輪、11a,11b 端面、11c 内径面、11d 外径面、11da 軌道面、11db 溝、11dc シール溝、12 外輪、12a,12b 端面、12c 内径面、12ca 軌道面、12cb,12cc 溝、12d 外径面、13 転動体、14 保持器、15 シール、20 発電機、30 磁気リング、31 芯金、31a 筒状部、31b 環状部、32 多極磁石、40 ステータ、41 外環、41a 環状部、41aa 第1面、41ab 第2面、41ac,41ad 孔、41b,41c 筒状部、42 ピン、43 ボビン、44 コイル、50 回路基板、50a,50b 端子、51 電源回路、52 センサ、52a 加速度センサ、52b 温度センサ、53 ワイヤレス通信回路、100 軸受装置、110 軸、110a 端部、111 ナット、112 間座、120 ハウジング、120a 端部、121 蓋、A 中心軸。 10 Rolling bearing, 11 Inner ring, 11a, 11b End face, 11c Inner diameter surface, 11d Outer diameter surface, 11da Raceway surface, 11db Groove, 11dc Seal groove, 12 Outer ring, 12a, 12b End face, 12c Inner diameter surface, 12ca Raceway surface, 12cb, 12cc Groove, 12d Outer diameter surface, 13 Rolling element, 14 Cage, 15 Seal, 20 Generator, 30 Magnetic ring, 31 Core, 31a Cylindrical portion, 31b Annular portion, 32 Multi-pole magnet, 40 Stator, 41 Outer ring, 41a Annular portion, 41aa First surface, 41ab Second surface, 41ac, 41ad Hole, 41b, 41c Cylindrical portion, 42 Pin, 43 Bobbin, 44 Coil, 50 Circuit board, 50a, 50b Terminal, 51 Power supply circuit, 52 Sensor, 52a Acceleration sensor, 52b Temperature sensor, 53 Wireless communication circuit, 100 Bearing device, 110 Shaft, 110a End, 111 Nut, 112 Spacer, 120 Housing, 120a End, 121 Cover, A Central shaft.
Claims (7)
前記外輪に対する前記内輪の相対的な回転に伴って発電を行う発電機とを備え、
前記内輪は、内輪外径面を有し、
前記外輪は、外輪内径面を有し、
前記外輪は、前記外輪内径面が前記内輪外径面と対向するように前記内輪の径方向における外側に配置されており、
前記転動体は、前記内輪外径面と前記外輪内径面との間に配置されており、
前記発電機は、磁気リングと、ステータとを有し、
前記磁気リングは、N極及びS極が周方向において交互に着磁されている多極磁石を有し、かつ前記内輪及び前記外輪の一方に取り付けられており、
前記ステータは、外環と、複数のピンと、コイルとを有し、
前記外環は、前記周方向に延在している環状部を有し、かつ前記内輪及び前記外輪の他方に取り付けられており、
前記環状部は、軸方向において前記磁気リングと間隔を空けて対向している対向面を有し、
前記複数のピンは、前記周方向において間隔を空けて並ぶように前記環状部に取り付けられており、
前記複数のピンの各々は、前記対向面から前記磁気リングに向かって前記軸方向に突出しており、
前記外環及び前記複数のピンは、磁性材料により形成されており、
前記コイルは、前記複数のピンの各々の回りに巻回されており、
前記外環及び前記コイルは、前記転がり軸受の外部に配置されている、軸受装置。 a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and rolling elements;
a generator that generates electricity in accordance with the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring,
the inner ring has an inner ring outer diameter surface,
the outer ring has an outer ring inner diameter surface,
the outer ring is disposed radially outward of the inner ring such that the outer ring inner diameter surface faces the inner ring outer diameter surface,
the rolling elements are disposed between the outer diameter surface of the inner ring and the inner diameter surface of the outer ring,
The generator includes a magnetic ring and a stator.
the magnetic ring has a multi-pole magnet in which north and south poles are alternately magnetized in a circumferential direction, and is attached to one of the inner ring and the outer ring;
The stator has an outer ring, a plurality of pins, and a coil,
the outer ring has an annular portion extending in the circumferential direction and is attached to the other of the inner ring and the outer ring,
the annular portion has an opposing surface that faces the magnetic ring with a gap in the axial direction,
the plurality of pins are attached to the annular portion so as to be arranged at intervals in the circumferential direction,
each of the plurality of pins protrudes from the opposing surface toward the magnetic ring in the axial direction;
the outer ring and the plurality of pins are made of a magnetic material,
the coil is wound around each of the plurality of pins;
The outer ring and the coil are disposed outside the rolling bearing .
前記センサの出力を無線送信するワイヤレス通信回路と、
前記発電機の出力を整流して前記センサ及び前記ワイヤレス通信回路に供給される電力を生成する電源回路と、
回路基板とをさらに備え、
前記センサ、前記ワイヤレス通信回路及び前記電源回路は、前記回路基板に実装されており、
前記回路基板は、前記複数のピンを避けて前記対向面上に配置されている、請求項1に記載の軸受装置。 A sensor,
a wireless communication circuit for wirelessly transmitting an output of the sensor;
a power supply circuit that rectifies the output of the generator to generate power supplied to the sensor and the wireless communication circuit;
a circuit board;
the sensor, the wireless communication circuit, and the power supply circuit are mounted on the circuit board;
The bearing device according to claim 1 , wherein the circuit board is disposed on the opposing surface so as to avoid the plurality of pins.
前記複数のピンの各々は、前記複数の孔の各々に嵌合されることにより、前記環状部に取り付けられている、請求項1又は請求項2に記載の軸受装置。 The annular portion has a plurality of holes formed therein,
3. The bearing device according to claim 1, wherein each of the plurality of pins is attached to the annular portion by being fitted into each of the plurality of holes.
前記複数のピンの各々の先端は、前記軸方向において、前記複数の電気部品のいずれよりも前記対向面から離れた位置にある、請求項2に記載の軸受装置。 a plurality of electrical components that constitute the sensor, the wireless communication circuit, and the power supply circuit are mounted on the circuit board;
3. The bearing device according to claim 2, wherein a tip of each of the plurality of pins is located farther from the opposing surface in the axial direction than any of the plurality of electrical components.
前記内輪は、前記軸方向における前記内輪の端面である第1端面と、内輪内径面とを有し、
前記第1端面の前記内輪内径面側の端部には、前記周方向に延在している環状であり、かつ前記外環から露出している第1露出領域が存在しており、
前記外輪は、前記軸方向における前記外輪の端面である第2端面と、外輪外径面とを有し、
前記第2端面の前記外輪外径面側の端部には、前記周方向に延在している環状であり、かつ前記外環から露出している第2露出領域が存在している、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の軸受装置。 the magnetic ring and the outer ring are attached to the inner ring and the outer ring, respectively;
the inner ring has a first end surface that is an end surface of the inner ring in the axial direction, and an inner ring inner diameter surface,
an annular first exposed region extending in the circumferential direction and exposed from the outer ring is present at an end of the first end surface on the inner diameter surface side of the inner ring,
the outer ring has a second end face that is an end face of the outer ring in the axial direction, and an outer ring outer diameter surface,
A bearing device according to any one of claims 1 to 5, wherein an end portion of the second end face on the outer diameter surface side of the outer ring has a second exposed area that is annular and extends in the circumferential direction and is exposed from the outer ring.
前記磁気リングと前記外環又は前記内輪との間には、前記周方向に連続している隙間がある、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の軸受装置。 the magnetic ring and the outer ring are attached to the inner ring and the outer ring, respectively;
The bearing device according to any one of claims 1 to 5, wherein a gap that is continuous in the circumferential direction is present between the magnetic ring and the outer ring or the inner ring.
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